針對在骨科手術(shù)中,骨鉆削時超過55℃會導(dǎo)致骨組織壞死甚至發(fā)生氧化,影響手術(shù)效果的問題,采用在針尖表面設(shè)計分屑槽等微結(jié)構(gòu)的方法可以有效降低鉆削溫度。選用圓弧槽克氏針對骨進行鉆削實驗,通過單因素實驗和多因素正交實驗法,研究得出了圓弧槽長度、圓弧槽深度、圓弧槽與尖端距離3個圓弧槽克氏針結(jié)構(gòu)參數(shù)對骨鉆削溫度及骨鉆削力的影響規(guī)律及主次關(guān)系。建立了骨鉆削溫度及骨鉆削力的預(yù)報模型,對經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷幕貧w方程及系數(shù)進行了顯著性檢驗,并對其進行參數(shù)優(yōu)化,得出了結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)組合。

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【部分圖文】：

圖1克氏針及骨三維立體模型

運用Solidworks軟件創(chuàng)建克氏針和骨的三維立體模型,三維立體模型如圖1所示。實驗選用外層密質(zhì)骨、內(nèi)層松質(zhì)骨[13],經(jīng)過鋸條切割處理后的骨,尺寸為100mm×65mm×8mm。搭建骨鉆實驗平臺,如圖2所示。利用工作長度1000mm,通過控制X、Y、Ζ三軸運動,進行....

圖2骨鉆削實驗平臺

搭建骨鉆實驗平臺,如圖2所示。利用工作長度1000mm,通過控制X、Y、Ζ三軸運動,進行圓弧槽克氏針磨制及骨鉆削實驗,刀具采用圓弧槽克氏針,規(guī)格為?2mm×10mm,材料為317L不銹鋼。采用K型熱電偶[14]導(dǎo)線測量骨鉆削溫度,熱電偶的測溫范圍為0～1000℃;采用三....

圖3骨鉆削溫度隨圓弧槽與尖端距離的變化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果得出結(jié)構(gòu)參數(shù)對骨鉆削溫度及骨鉆削力的變化關(guān)系。由圖3可知,隨圓弧槽與尖端距離逐漸增大,骨鉆削溫度呈先較快下降,后較快增長的趨勢�？耸厢槇A弧槽與尖端距離在0.7mm時對骨細胞損傷較低。因為隨著圓弧槽與尖端距離逐漸減小,產(chǎn)生的圓弧槽空間儲存以及排屑能力不斷提升,改....

圖4骨鉆削溫度隨圓弧槽深度的變化

隨著圓弧槽深度的逐漸增加,骨鉆削溫度先降低后升高,0.4mm附近骨鉆削溫度較低,如圖4所示。當(dāng)加大圓弧槽深度時,圓弧槽內(nèi)可以儲存更多的骨屑,可以排出更多的骨屑,骨鉆削溫度隨之下降。隨著圓弧槽深度進一步加深,克氏針強度下降的同時,克氏針的剛度也在下降,克氏針尖端易發(fā)生彎折甚至斷裂....

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